資源描述：
《阻尼振動(dòng)和受迫振動(dòng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告材料》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、標(biāo)準(zhǔn)文案阻尼振動(dòng)和受迫振動(dòng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告工程物理系鄭吉家2014011785一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.觀測(cè)阻尼振動(dòng)，學(xué)習(xí)測(cè)量振動(dòng)系統(tǒng)基本參數(shù)的方法；2.研究受迫振動(dòng)的幅頻特性和相頻特性，觀察共振現(xiàn)象；?3.觀測(cè)不同阻尼對(duì)受迫振動(dòng)的影響。二、實(shí)驗(yàn)原理1.有粘滯阻尼的阻尼振動(dòng)彈簧和擺輪組成一振動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J，粘滯阻尼的阻尼力矩大小定義為角速度dθ/dt與阻尼力矩系數(shù)γ的乘積，彈簧勁度系數(shù)為k，彈簧的反抗力矩為-kθ。忽略彈簧的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，可得轉(zhuǎn)角θ的運(yùn)動(dòng)方程為記ω0為無阻尼時(shí)自由振動(dòng)的固有角頻率，其值為ω0=，定義阻尼系數(shù)
2、β=γ/（2J），則上式可以化為：小阻尼即時(shí)，阻尼振動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程的解為（*）由上式可知，阻尼振動(dòng)角頻率為，阻尼振動(dòng)周期為2.周期外力矩作用下受迫振動(dòng)的解大全標(biāo)準(zhǔn)文案在周期外力矩Mcosωt激勵(lì)下的運(yùn)動(dòng)方程和方程的通解分別為這可以看作是狀態(tài)（*）式的阻尼振動(dòng)和頻率同激勵(lì)源頻率的簡諧振動(dòng)的疊加。一般t>>τ后，就有穩(wěn)態(tài)解穩(wěn)態(tài)解的振幅和相位差分別為其中，φ的取值范圍為（0，π），反映擺輪振動(dòng)總是滯后于激勵(lì)源支座的振動(dòng)。3.電機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)的受迫振動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程和解彈簧支座的偏轉(zhuǎn)角的一階近似式可以寫成式中αm是搖桿擺幅。由于彈簧的支座在運(yùn)
3、動(dòng)，運(yùn)動(dòng)支座是激勵(lì)源。彈簧總轉(zhuǎn)角為。于是在固定坐標(biāo)系中擺輪轉(zhuǎn)角θ的運(yùn)動(dòng)方程為也可以寫成于是得到大全標(biāo)準(zhǔn)文案由θm的極大值條件可知，當(dāng)外激勵(lì)角頻率時(shí)，系統(tǒng)發(fā)生共振，θm有極大值。引入?yún)?shù)，稱為阻尼比。于是，我們得到三、實(shí)驗(yàn)儀器波爾共振儀四、實(shí)驗(yàn)步驟1.打開電源開關(guān)，關(guān)斷電機(jī)和閃光燈開關(guān)，阻尼開關(guān)置于“0”檔，光電門H、I可以手動(dòng)微調(diào)，避免和擺輪或者相位差盤接觸。手動(dòng)調(diào)整電機(jī)偏心輪使有機(jī)玻璃轉(zhuǎn)盤F上的0位標(biāo)志線指示0度，亦即通過連桿E和搖桿M使擺輪處于平衡位置。染貨撥動(dòng)擺輪使偏離平衡位置150至200度，松開手后，檢查擺輪
4、的自由擺動(dòng)情況。正常情況下，震動(dòng)衰減應(yīng)該很慢。2.開關(guān)置于“擺輪”，撥動(dòng)擺輪使偏離平衡位置150至200度后擺動(dòng)，由大到小依次讀取顯示窗中的振幅值θj；周期選擇置于“10”位置，按復(fù)位鈕啟動(dòng)周期測(cè)量，體制時(shí)讀取數(shù)據(jù)。并立即再次啟動(dòng)周期測(cè)量，記錄每次過程中的的值。（1）逐差法計(jì)算阻尼比ζ；大全標(biāo)準(zhǔn)文案（2）用阻尼比和振動(dòng)周期Td計(jì)算固有角頻率ω0。3.依照上法測(cè)量阻尼（2、3、4）三種阻尼狀態(tài)的振幅。求出ζ、τ、Q。4.開啟電機(jī)開關(guān)，置于“強(qiáng)迫力”，周期選擇置于“1”，調(diào)節(jié)強(qiáng)迫激勵(lì)周期旋鈕以改變電機(jī)運(yùn)動(dòng)角頻率ω，選擇2個(gè)
5、或3個(gè)不同阻尼比（和任務(wù)3中一致），測(cè)定幅頻和相頻特性曲線，注意阻尼比較?。ā?”和“1”檔）時(shí)，共振點(diǎn)附近不要測(cè)量，以免振幅過大損傷彈簧；每次調(diào)節(jié)電機(jī)狀態(tài)后，擺輪要經(jīng)過多次擺動(dòng)后振幅和周期才能穩(wěn)定，這時(shí)再記錄數(shù)據(jù)。要求每條曲線至少有12個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中要包括共振點(diǎn)，即φ=π/2的點(diǎn)。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.測(cè)量最小阻尼時(shí)的阻尼比ζ和固有角頻率ω0。大全標(biāo)準(zhǔn)文案序號(hào)振幅/°振幅對(duì)數(shù)11294.85981240421294.85981240431274.84418708641264.83628190751254.828313737
6、61244.82028156671234.81218435581224.80402104591214.795790546101204.787491743111194.779123493121184.770684624131174.762173935141154.744932128151154.744932128161134.727387819171134.727387819181114.709530201191114.709530201201094.691347882211074.672828834221074.672
7、828834231054.65396035241054.65396035251044.644390899序號(hào)振幅/°振幅對(duì)數(shù)261034.634728988271024.624972813281014.615120517291004.60517018630994.5951198531994.5951198532984.58496747933984.58496747934984.58496747935964.56434819136964.56434819137954.55387689238944.543294782399
8、34.53259949340924.52178857741924.52178857742904.4998096743904.4998096744894.4886363745884.477336814大全標(biāo)準(zhǔn)文案46874.46590811947864.45434729648864.45434729649844.4308167995
